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四川省水泥协会张魁:以绿色生产力推动水泥行业节能降碳

更新日期: 2024年09月24日 作者: 张魁 来源: 四川省水泥协会 【字体:
摘要:在政府政策引导与技术驱动的双重作用下,四川省的水泥产业预计将在未来沿着环保、低碳、可持续的发展轨迹前行。

习近平总书记在二十届中央政治局第十一次集体学习时指出,绿色发展是高质量发展的底色,新质生产力本身就是绿色生产力。这一重要论断,深刻阐明了新质生产力与绿色生产力的内在关系,指明了发展绿色生产力的重要方向和实践路径,为推动四川省水泥行业高质量发展提供了行动纲领和科学指南。我们要深刻领会习近平总书记关于发展新质生产力的重要论述的理论内涵和实践要求,大力培育发展绿色生产力,着力推动四川省水泥行业全面绿色转型。下面我就四川省水泥行业节能降碳现状、面临的挑战、主要技术措施、应用主要体现和未来发展趋势向在座各位领导进行汇报。

一、行业现状

半个世纪以来,受西部大开发、城市化进程不断推进政策指引,伴随基础设施建设和512灾后重建,四川省水泥行业发展突飞猛进,实现了质的飞跃。截至2024年6月底,省内注册全能线生产企业86家,在产水泥粉磨站48家。目前省内有全能生产线108条(其中,在产91条),水泥熟料批复/备案日产能为33.23万吨,在产水泥熟料日生产能力33.62万吨,水泥年生产能力1.79亿吨以上,产能利用率79.6%(按备案产能统计)。

(一)超低排放改造情况。截至2024年6月底,所有在产水泥熟料生产线的颗粒物、二氧化硫、氮氧化物等污染物排放均达到《水泥工业大气污染物排放标准》的要求。其中,有17条生产线实现NOX排放低于50mg/m3,重污染天气绩效评级A有3家,B级有38家。

(二)绿色工厂创建情况。截至2024年6月底,共有43家全能水泥熟料生产线企业创建了省部级绿色工厂,其中,10家部级绿色工厂。

(三)矿山恢复治理情况。申请绿色已经成为新时期的发展方向和发展主题,多家矿山进行了矿山生态恢复治理,现有四川国大水泥、旺苍川煤水泥、长宁红狮水泥、四川双马宜宾水泥、宜宾瑞兴水泥、峨胜水泥、巴中海螺水泥、都江堰拉法基水泥等10座石灰岩矿山被自然资源部评定为“省部国家级绿色矿山”。其中,谭家山水泥用石灰岩矿、峨胜采矿场、白依庵泥岩矿和大尖包西段石灰岩矿被列为国家级绿色矿山。

(四)节能降碳改造情况。2024年3月,根据不完全统计,水泥熟料单位综合能耗均值在105kg标煤上下。水泥熟料的碳排放强度介于0.82~0.86吨二氧化碳当量/吨熟料,均值为0.8331吨二氧化碳当量/吨熟料。邻水红狮水泥、瑞峰水泥、巴中海螺水泥为2022年度省级节能降碳标杆企业。淘汰设备和落后电机千台以上。

(五)协同处置固废情况。截至2023年12月底,多家水泥企业制定生物质、工业垃圾、生活垃圾分选可燃物、塑料、废轮胎等替代燃料发展规划。13家水泥企业13条生产线完成协同处置固废技术改造,年处置生活垃圾26.5万吨、城市生活污泥18.4万吨、电石渣120万吨、改性磷石膏120万吨、白泥30万吨以上。煤矸石、矿渣、工业污泥、尾矿、粉煤灰等固废至少在一千万吨,占四川工业固废10%以上。为无废城市作出了巨大贡献。

二、节能降碳面临主要挑战

四川省水泥行业节能降碳面临的主要挑战,有以下八个方面。

(一)能源结构转型困难。水泥生产过程中高度依赖煤炭等化石能源,短期内难以完全转向清洁能源,而清洁能源的供应稳定性和成本等问题也限制了其大规模应用。

(二) 技术创新与应用成本高。研发和采用新的节能降碳技术需要大量资金投入,例如先进的余热回收系统、碳捕集与封存技术等。对于许多企业来说,承担这些成本存在一定压力。

(三)生产工艺的限制。传统水泥生产工艺本身具有较高的能耗和碳排放特点,要实现大幅度的节能降碳,往往需要对整个生产流程进行重大变革,这涉及设备更新、技术改造等复杂工程。

(四) 原材料供应与替代的难题。水泥生产所需的石灰石等原材料,在开采、运输和生产过程中会产生大量碳排放。寻找和利用替代原材料面临技术和成本的双重挑战。

(五)行业竞争与经济压力。在市场竞争激烈的情况下,企业在投入节能降碳措施时可能会担心影响短期经济效益,从而在决策上有所犹豫。

(六)碳排放标准和监管的不确定性。政策法规的不断变化和严格化,使得企业难以准确预测未来的合规成本和发展方向。

(七) 缺乏专业人才和技术储备。节能降碳领域需要具备专业知识和技能的人才,但目前行业内此类人才相对短缺,影响了相关工作的推进。

(八) 市场对绿色水泥产品的认知和接受度有待提高。尽管绿色水泥具有环保优势,但消费者和市场对其的认知和接受程度还不够高,可能影响企业节能降碳的积极性。

三、主要技术措施

四川省水泥行业主要节能降碳技术措施集中在以下八个方面。

一是优化生产工艺。采用新型干法水泥生产技术,提高生产效率和能源利用率。改进预热器和分解炉系统,提高热交换效率,降低燃料消耗。优化熟料烧成工艺,精确控制烧成温度和时间,减少能源浪费。

二是提高能源效率。采用节能变压器和电机,提高用电效率。对风机、水泵、空压机等通用设备进行变频或磁控调速改造,实现按需供能。加强窑炉系统的密封、保温和绝热,减少热量散失。定期对设备进行维护和检修,确保设备处于良好运行状态,提高设备的可靠性和能源利用效率。建立完善的能源管理体系,加强能源计量和统计,制定节能目标和考核制度。

三是开发绿色能源。回收窑头窑尾废气余热,安装低温余热发电装置,再对原燃料进行烘干,实现能源循环利用。窑筒体辐射出的热能,通过热能转换技术进行发电或直接加热热水供应生活所需。利用闲置空地、废弃矿山、堆放区以及堆棚和廊道屋顶建设分布式光伏发电系统。利用矿山高处优势建设分散式风能发电系统以及矿石输送皮带重力势能转换发电。

四是采用燃料替代和优化燃烧。 增加替代燃料的使用,如生物质燃料、垃圾衍生燃料、工业废弃物等,减少对传统化石燃料的依赖。优化燃料的燃烧过程,采用低氮燃烧技术,降低氮氧化物排放。

五是原料替代和配料优化。利用工业废渣、尾矿等替代部分天然原料,降低熟料烧成过程中的碳排放。优化水泥生料配料方案,提高生料易烧性,降低烧成温度和能耗。

六是采用智能化控制系统。建立数据采集和集散控制系统、专家优化智能控制系统。采用窑炉和磨机实时优化过程控制、取料和装卸环节自动化、全流程智能质量控制等技术,实现生产过程的精准控制和优化运行。进行用能数据与碳排放数据收集、分析和管理,对生产数据进行监测和智能评估,及时发现能耗高的环节并进行调整。

七是加快节能降碳改造和用能设备更新。逐步实施破碎、配料、熟料煅烧、烘干、原燃料和产品储存运输等系统改造,对预热器、窑炉燃烧器、篦式冷却机、原锤式破碎机、辊压机、风机、选粉机、输送机、除尘设备等整体更新换代,提升分解炉自脱硝及扩容、水泥磨粉、富氧燃烧等技术水平。采用低阻高效预热分解系统,提高烧成系统能效水平。实施高效粉磨改造,降低粉磨系统单位产品电耗。加强设备管理,处理好“跑冒、滴、漏”。更换磁联轴器,自动调正同心,消除振动。

八是开展节能技术评价。明确技术使用路径和企业发展路径;有助企业选择成熟适用技术,加快产品设备能效提升和行业节能降碳更新改造;为财税、金融支持、奖励政策、项目立项的申报提供技术依据。

四、应用主要体现

绿色生产力在四川省水泥行业的应用主要体现:一是技术创新。企业应加大研发投入,进行数转智改,应用AI和智慧矿山技术,提高了生产效率和产品质量。同时,推广清洁生产,降低能耗和污染物排放,提高综合能耗标杆比例;二是产业协同。推动行业内部企业合作,实现资源优化配置,降低生产成本。加强产业链上下游企业合作,提高产业附加值;三是市场拓展。加大市场调研力度,把握市场需求变化,优化产品结构。积极开拓国内市场,提高市场份额;四是绿色发展。倡导绿色低碳生产方式,完善绿色低碳政策体系,加快发展方式绿色转型。严格遵守环保法规,加大环保投入,全面推进超低排放改造,实现生产过程绿色化。推进产业循环经济发展,提高资源利用率。此外,还需强化跨学科人才的培养和引进,加强一线员工的职业教育和培养,树立工匠精神。

在四川省,众多水泥制造企业正主动采纳绿色生产能力,致力于节能减排以及数字化转型。邻水红狮水泥有限公司在2022年及2023年连续获得“四川省节能降碳示范企业”称号。该公司全面实施绿色低碳发展战略,坚持技术革新与节能用能原则,依次推进了一线烧成系统的节能减排改造、二线篦冷机至四代的技术升级、回转窑工艺的脱硝处理以及窑头和窑尾的收尘设备从电袋改为袋式收尘器等改造项目。通过设备升级、原材料结构优化、节能技术改进和余热回收等途径,公司不断改进能源使用效率,实现了生产过程中污染物的超低排放。这些措施为该公司节约成本并增加效益近亿元,显著增强了企业的市场竞争力。特别是,到了2023年,该公司熟料单位产品的综合能耗已降至87.06千克标准煤当量每吨,远低于行业标杆水平。

巴中海螺水泥有限责任公司的表现同样令人瞩目。该公司在环保方面的投入不遗余力,致力于源头治理、排放减少、能耗降低、粉尘抑制、噪音降低和绿色植被增加。技术创新一直是该公司的核心理念,引入机器人装车系统和自动插袋包装机、窑磨专家等智能化技术。实施1833变频、水泥磨循环风机变频、生产及发电用节能水泵等多项节能技改项目。该公司还积极推动绿色工厂建设和现场清洁生产,实施清洁能源利用、工业固体废物及城市生活垃圾的综合处理,并对厂区相关设施进行了视觉环保专项治理。该公司荣获国家级绿色工厂、建材行业绿色制造标杆企业、重点用能行业能效领跑者企业等多项荣誉。2023年3月22日,公司荣获四川省“十二五”节能减排降碳工作先进集体称号,水泥熟料单位产品综合能耗以小于92.08kgce/t水平,被评为2022年度省级节能降碳标杆企业。

四川北川中联水泥有限公司专注于通过技术革新与系统改进,推动生产流程向环境友好与资源高效利用的方向发展。公司对窑头燃烧器、篦冷机、选粉工艺以及配料方案等关键设施和技术进行了深入研究并实施了优化。公司引入了9兆瓦的纯低温余热发电系统,配置了磁悬浮风机与高效节能风机等先进设备,对矿山车辆动力系统进行更新。同时,安装了能源消耗在线监测系统,积极探索替代原料的应用,协同处理15万吨固废及替代燃料。通过优化骨料线的使用,实现了高硅高镁尾料的资源化处理。此外,公司还推广了低碳照明、喷淋抑尘、绿色出行以及废旧物品回收利用等多项措施,全面推动了绿色低碳生产。水泥熟料单位产品综合能耗为97.2kgce/t水平,达到标杆水平。此外,北川中联水泥还荣获了四川省“绿色工厂”“绿色矿山”等多项荣誉。

攀枝花瑞峰水泥有限公司自2020年起,通过实施一系列技术改进措施,如预热器降阻、三次风管改造、建设水泥预粉磨系统、采用低氨脱硝技术以及持续更新节能电机、高效风机等,并对回转窑安装在线监测系统以及更换收尘滤袋等,使得公司水泥熟料单位产品的综合能耗降至90.51kgce/t。因其出色的节能降碳表现,该公司荣获2022年度省级节能降碳标杆企业的称号。

除了上述企业,利森水泥、拉法基水泥、国大水泥、佛光水泥、赛德水泥、红狮水泥、双马水泥、星船城水泥等40多家水泥企业致力于技术优化,建立了全流程节能降耗减碳机制。采用低氮燃烧与SCR脱硝技术相结合的深度脱硝系统,实现了颗粒物和氮氧化物排放远低于国家排放标准,实现了超低排放。此外,其大气污染物减排量超过50%,荣获“绿色工厂”“绿色制造”称号。在能源管理方面,这些公司同样积极响应国家政策,采纳高效风机、磁悬浮等先进设备。同时,依托技术实力,积极探索并使用替代燃料,以降低碳排放。

五、未来发展趋势

绿色生产力的发展,离不开政策的引导和支持。四川省经济和信息化厅、发展和改革委员会等多部门联合印发了《四川省建材行业碳达峰实施方案》,明确了加快低碳技术开发利用、推动低碳原料替代、优化能源消费结构、大力推进绿色制造、促进产能高效低碳利用等五项降碳重点任务,并提出了一系列具体的实施路径和保障措施。

在政府政策引导与技术驱动的双重作用下,四川省的水泥产业预计将在未来沿着环保、低碳、可持续的发展轨迹前行。在市场需求端,随着城市化水平的逐步饱和及基础设施建设步伐的放缓,水泥的需求量呈现下降趋势,将会加大供给侧结构性改革力度。在能效提升方面,产业将通过技术创新与设备更新,持续下降水泥单位产品的综合能耗。在能源消费结构上,将依照科学规划,增大可再生能源和高热值固废的使用,着力提高清洁能源与替代燃料的占比。在低碳技术领域,产业将持续研发与应用先进低碳技术与水泥替代技术,积极开发CCER和绿电,旨在减少温室气体排放。在去产能方面,将严格控制产能总量,加速减量置换,完善常态化错峰生产机制。在碳排放管理上,科学分配水泥碳配额,利用碳抵销和绿碳实现碳中和,关注和降低企业履约风险。

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